基于罗丹明B的光“关-开”型Fe3+荧光探针的构建研究
(海南医学院 a.热带医学与检验医学院, b.公共卫生学院，海南海口 571199)
摘要
过渡金属离子Fe3+在生命体系的发展过程中担当重要角色，荧光探针因其具有操作简便、灵敏度高、时空分辨能力强等特点得到了广泛。自主设计合成了一类新型的Fe3+荧光探针。详细考查了其对不同金属离子的光谱分辨能力，结果表明：在中性乙醇–水溶液中，探针只对Fe3+表现出选择性的荧光增强和颜色变化（从无色到粉色），检测限达到10-7 mol/L的水平，这一变化是源于从内酰胺环（无荧光/off型）到开环胺（荧光/on型）的转化过程，对其它金属离子没有反应。利用等物质的量连续法测得探针与Fe3+的结合比是1:1，同时EDTA实验证明该结合模式具有可逆性。
引言
考虑应用到生物环境中其它过渡金属离子对Fe3+识别的影响。选择高荧光量子产率的荧光团作为Fe3+荧光探针的信号体是一个有利条件；另一方面，由于Fe3+的水溶液和有机溶液都具有颜色，在紫外和近可见光区都有一定的吸收，所以荧光团的选择还应该考虑到其吸收光谱和发射光谱要避开紫外和近可见光区。罗丹明内酰胺类化合物具有通过金属离子诱导化合物的结构发生转化，从而产生光“关–开”效应的理想潜能，利用此原理罗丹明B及其衍生物已被广泛应用到医学、生物学以及分析化学领域[10-12]。因此本研究以罗丹明为母体进行设计，使它形成具有内酰胺螺环状结构的化合物，充分利用识别基团与Fe3+结合后导致罗丹明B结构发生变化，使得荧光增强，成功构建基于罗丹明B的光“关-开”型Fe3+荧光探针。
正文部分
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 实验方法
1.2.1 化合物的合成
1.2.2 测试条件
探针P储备液浓度为1 mmol/L，后续实验中探针P溶液浓度均为10 μmol/L。测定荧光光谱的激发波长为530 nm，激发和发射狭缝均为10 nm。测试介质为：V（乙醇）：V（水） = 1:4，pH 6.5，20 mmol/L羟乙基哌嗪乙硫磺酸（HEPES）。
2 结果与讨论
2.1 pH及介质中水的含量对探针P性能的影响
图1a所示的是乙醇中水的含量对探针P识别Fe3+的影响。
2.2 金属离子和阴离子对探针P荧光光谱和吸收光谱的影响
选择性实验证明了探针P对Fe3+具有较好的专一性后，又考察了探针P在多种金属离子和阴离子存在的情况下的竞争实验，如图3所示。
2.4 Fe3+对探针P荧光光谱和吸收光谱的影响
Fe3+对探针P的荧光光谱和吸收光谱的影响如图4所示。
2.5 探针P与Fe3+结合的可逆性
探针的可逆性是评价其性能的一个重要指标，因为在实际应用中，探针的可重复使用具有重要的意义。图5为考察探针P-Fe3+体系的可逆性实验结果。
2.6 推测探针P与Fe3+的结合模式
通过等物质的量连续变化（Job-plot）法测定P与Fe3+的结合比。固定P-Fe3+体系的总浓度为50 μmol/L，绘制Job-plot曲线，如图6所示。
3 结论
结论
自主合成了一种结构新颖的以罗丹明B为荧光体的光“关–开”型荧光探针P，相对于其它金属离子，探针P对Fe3+呈现出高度专一识别性，体现了高选择性、高灵敏度、简单快速的分析品质，对设计和发展其它的顺磁性金属离子的荧光探针具有一定的借鉴意义。
引用本文：代婉婷，张军，杨梅，等. 基于罗丹明B的光“关-开”型Fe3+荧光探针的构建研究[J].化学试剂, 2021, 43(7):963-967.
